HMX基高聚物粘结炸药（PBX）配方设计的分子水平研究

研究高能体系中的分子间相互作用，不仅可以为炸药的配方设计提供理论指导，而且还能推进高能材料学科的发展。本论文应用理论与计算化学方法较系统地研究了硝胺类高能材料的分子间相互作用。 首先，用密度泛函理论（DFT）B3LYP方法，取6-311++G**基组，研究环四甲撑四硝胺（HMX）分子的几何构型、电子结构、IR谱和热力学性质。 其次，应用分子力学（COMPASS和PCFF力场）和半经验分子轨道法（PM3和AM1）对HMX与系列高聚物构成的混合体系进行了模拟计算研究。根据尺寸匹配的原子簇模型，通过全优化寻找能量极小构型，获得超分子（HMX／高聚物）的结构和性能参数，以及它们之间的结合能。通过对两种方法的结合能进行线性相关分析，发现MM不同力场之间，MO不同方法之间，以及MM与MO之间，均能求得平行一致且线性相关的结合能。这种以结合能相对值作为优选高聚物粘结剂的理论依据，为高聚物粘结炸药（PBX）配方设计开辟了新的途径。